DE2657273A1 - Thermoplastische massen - Google Patents
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Description
CHEMISCHE WERKE HÜLS AG
- RSP PATENTE -
- RSP PATENTE -
4370 Marl, 16.12.1976
7467/U
Gegenstand der Erfindung sind hellgefärbte thermoplastische Massen
und deren Verwendung zur Herstellung von Foririkörpern, vornehmlich
von Bahnen oder Folien, mit guter Bewitterungsstabilität.
Es ist bekannt, thermoplastische Massen z.B. in Form von Bahnen oder Folien für Abdichtungen gegen Feuchtigkeit zu verwenden.
Sie können dabei entweder durch Verschweißung mittels Wärme oder durch Quellmittel oder besondere Klebmassen zu größeren Dichtflächen
zusammengefügt und auf den Unterlagen aus z.B. Beton, Holz, Bitumen und luftenthaltenden Wärmedämmstoffen entweder
lose verlegt oder durch spezielle Flächenkleber punktförmig oder vollflächig verklebt werden.
Neben geeigneten rheologischen Eigenschaften, guter Verschweißbarkeit
und ausreichenden mechanischen Eigenschaften über einen
breiteren Temperaturbereich wird vor allem gute Beständigkeit gegenüber Witterungs- und anderen Umwelteinflüssen für die aus den
thermoplastischen Massen hergestellten Bahnen oder Folien gefordert. Bei Temperaturen, wie sie z.B. auf Flachdächern im Hochsommer
in Mitteleuropa oder in Ländern mit tropischer oder subtropischer Witterung auftreten können, werden besondere Anforderungen
an die mechanischen Eigenschaften bei diesen erhöhten
Temperaturen einerseits und an die Bewitterungsstabilität andererseits gestellt.
Gegenüber den schwarz-gefärbten und meist außerordentlich witterungsbeständigen
thermoplastischen Massen auf der Basis von rußenthaltenden Compounds bieten hellgefärbte Beläge durch ihre
günstigeren Wärmeabsorptions- und Reflexionseigenschaften die
Möglichkeit, die Massetemperaturen dieser Beläge bei verstärkter Sonneneinstrahlung wesentlich niedriger zu halten, als dies bei
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schwarz-gefärbten Folien oder Bahnen möglich ist. Auch lassen
sich hierdurch ansprechendere optisch-architektonische Effekte erzielen, die sich durch den Zusatz von Farbpigmenten noch verstärken
lassen.
Auch im Tiefbausektor können hellgefärbte Bahnen oder Folien - wegen ihrer erleichterten Erkennungsmöglichkeiten gegenüber
schwarz-gefärbten - Vorzüge bei notwendig gewordenen Ausbesserungsarbeiten bieten»
Voraussetzung ist hierfür eine ausreichende Witterungsstabilität, die im allgemeinen bei hell-gefärbten Compounds gegenüber schwarzen,
rußenthaltenden thermoplastischen Massen wesentlich ungünstiger ist und meist in einem Bereich liegt, der eine praktische
Anwendung wegen der geringen Lebensdauer der daraus hergestellten Dichtungsbahnen verbietet.
Es wurden nun hell-gefärbte thermoplastische Massen gefunden,
die die geschilderten Nachteile nicht oder weniger ausgeprägt aufweisen, d.h. sie und die daraus hergestellten Formkörper, vornehmlich
Bahnen oder Folien, zeichnen sich durch eine gute Bewitterungsstabilität aus. Die erfindungsgemäßen Massen bestehen
aus
a) 100 Gewichtsteilen eines PolyoIefinkautschuks,
b) 15 bis 130 Gewichtsteilen eines kristallinen oder teilkristallinen
Polyolefins,
c) 30 bis 2^0 Gewichtsteilen Kreide und/oder Kieselkreide,
d) 0,5 bis 20 Gewichtsteilen Titandioxid und gegebenenfalls
e) bis zu ^O Gewichtsteilen eines Bitumens und/oder Mineralöls
sowie
f) bis zu 15 Gewichtsteilen eines Gleitmittels.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind unter Polyolefinkautschuken,
die die Basis der erfindungsgemäßen thermoplastischen
Massen bilden, Polymere zu verstehen, die aus Ethylen, einem oder mehreren <"-01efinen mit 3 bis 8 C-Atomen, vornehmlich Pro-
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pylen und gegebenenfalls einem oder mehreren Mehrfach-Olefinen
mit Hilfe sogenannter Ziegler-Natta-Katalysatoren, die zusätzlich
noch Aktivatoren und Modifikatoren enthalten können, in Lösung oder Dispersion bei Temperaturen von -30 bis +100 C z.B. nach
den Verfahren der DT-ASS 1 570 352, 1 595 442 und 1 720 450 sowie
der DT-OS 2 427 3^3 hergestellt werden können.
Hierbei sind bevorzugt gesättigte Polyolefinkautschuke, die aus
15-bis 90 Gewichtsprozent, vorzugsweise 30 bis 75 Gewichtsprozent
Ethylen und aus 85 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 70 bis
25 Gewichtsprozent Propylen und/oder Buten-(1) bestehen, und ungesättigte
Polyolefinkautschuke, die außer aus Ethylen und Propylen
oder Buten-(1) aus einem Mehrfach-Olefin bestehen, und
7M&.Y in einer solchen Menge, daß in den Kautschuken 0,5 bis 30
Doppelbindungen/1000 C-Atome enthalten sind. Besonders bevorzugte Mehrfach-Olefine sind eis- und trans-Hexadien-(1,4), Dicyclopentadien,
5-Methylen-, 5-Ethyliden- und 5-Isopropyliden-2-norbornen.
Als Polyolefine, die den erfindungsgemäßen Massen in Mengen von 15 bis 50 Gewichtsteilen, vorzugsweise 20 bis 40 Gewichtsteilen,
zugesetzt werden, sind zunächst einmal die kristallinen und teilkristallinen Modifikationen des Polyethylene mit Dichten von
0,910 bis 0,975 g/cm3, RSV-Werten (gemessen bei 135 °C in Dekalin)
von 0,5 bis 3»3 dl/g und Schmelzindices von 0,2 bis 50 g/10 min
geeignet. Eingesetzt werden können aber auch teilkristalline Copolymere des Ethylens mit anderen cQ-Olefinen innerhalb dieser
Spezifikationsgrenzen. Des weiteren sind kristalline und teilkristalline
Homo- und Copolymere (mit anderen c£-01efinen, vornehmlich
mit Ethylen) von Propylen oder Buten-(i) geeignet, und zwar Homo- und Copolymere des Propylene mit Dichten von 0,90 bis
0,910 g/cmJ, RSV-Werten (gemessen bei I35 °C in Dekalin) von 1,0
bis 10 dl/g und Schmelzindices von 0,1 bis 5O g/10 min, und Homo-
und Copolymere des Buten-(i) mit Dichten von 0,910 bis 0,925 g/cm ,
RSV-Werten (gemessen bei 135 °C in Dekalin) von 1,0 bis 10 dl/g und Schmelzindices von 0,1 bis 100 g/iO min.
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ζ 16.12.1976
Zur Verbesserung der Verschweißbarkeit der aus den erfindungsgemäßen
Massen hergestellten Formkörper ist es auch möglich,
neben den kristallinen bzw. teilkristallinen Polyolefinen geringe
Mengen (bis zu ca. i/3 der Gewichtsmenge des kristallinen
bzw. teilkristallinen Polyolefins) ataktisches Polypropylen und/oder Polybuten-1 einer Dichte von 0,86 g/cm und RSV-Werten
(gemessen bei 135 C in Dekalin) von 0,1 bis 3>0 dl/g einzusetzen.
Als Füllstoff enthalten die erfindungsgemäßen Massen zunächst
30 bis 2^0 Gewichtsteile, vorzugsweise ^O bis 200 Gewichtsteile,
Kreide und/oder Kieselkreide. Als solche kommen natürliche, gemahlene, vorwiegend Calciumcarbonat- bzw. Kieselsäure enthaltende
Pigmente oder gefälltes Calciumcarbonat, das z.B. mit Fettsäurederivaten gecoatet sein kann, in der für die Kautschukverarbeitung
üblichen Form in Betracht.
Daneben werden als weiterer Füllstoff 0,5 bis 20 Gewichtsteile,
im allgemeinen 3 bis 15 Gewichtsteile, vorzugsweise 5 bis 10 Gewichtsteile,
Titandioxid zugesetzt. Besonders geeignet ist die Rutilform des Titandioxids.
Weiterhin können den erfindungsgemäßen Massen bis zu k0 Gewichtsteile, im allgemeinen 5 bis 30 Gewichtsteile, vorzugsweise 10
bis 25 Gewichtsteile, eines Bitumens oder Mineralöls zugesetzt
werden.
Geeignete Bitumina sind flüssige bis feste, vorwiegend aus hochkondensierten Kohlenwasserstoffen bestehende Destillationsrückstände
der Erdölraffination, deren Struktur z.B. durch Oxidation
teilweise verändert sein kann ("geblasene Bitumina").
Geeignete Mineralöle sind solche mit Viskositäten zwischen 50
und 5OOO cSt bei 20 °C, vorzugsweise 200 und 3OOO cSt bei 20 °C,
und einer Dichte von 0,84 bis 0,98 g/cm . Die Öle können sowohl paraffinisch als auch naphthenisch oder aromatisch gebundene
Kohlenstoffatome enthalten.
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Schließlich können die erfindungsgemäßen Massen bis zu 15 Gewichtsteile,
im allgemeinen 0,5 bis 12 Gewichts teile, vorzugsweise 3 bis 10 Gewichtsteile eines Gleitmittels enthalten.
Geeignete Gleitmittel sind z.B. Fettsäuren, wie Stearinsäure, Salze der Fettsäuren, wie Zinkstearat, oder Gemische von Fettsäuren
und/oder Fettsäurederivaten.
Die Herstellung der beanspruchten thermoplastischen Massen kann z.B. in einem marktgängigen kühlbaren Innenmischer mit Stempel,
gegebenenfalls unter Erwärmen vorgenommen werden. Die Zeiten bis zur Homogenisierung sind von der verwendeten Rezeptur, der Struktur
der Ausgangsstoffe, den Konstruktionsmerkmalen der Mischanlage
und der Weiterverarbeitungsaggregate und den gewählten Verfahrensbedingungen, wie Massetemperaturen (im allgemeinen 50 bis
220 C1 vorzugsweise 80 bis 150 C) , Füllgrad des Inneninischers
(im allgemeinen 1,0 bis 1,8, vorzugsweise 1,2 bis 1,5i bezogen
auf dessen Nutzinhalt) und Rotorumdrehungszahlen (im allgemeinen
bis 100, vorzugsweise 10 bis kO UpM) abhängig und betragen im
allgemeinen zwischen 1 und 100 min, vorzugsweise ca. 35 min. Nach ausreichender Homogenisierung werden die Massen, deren Temperaturen
normalerweise zwischen 50 und 220 C liegen, ausgestoßen.
Bei Mischungszusammensetzungen mit höheren Konzentrat ionen an Bitumen kann es zur Vermeidung großer Haftung an Mantel und
Rotoren, die ein Ausstoßen der Massen weitgehend verhindern kann, notwendig werden, diese vor dem Ausstoßen zu kühlen (Kühlzeit 1
bis 30 min, vorzugsweise 3 bis 15 min).
Die aus dem Innenmischer ausgetragenen Massen werden anschließend z.B. durch Walzenpaare oder schneckerigetriebene Aggregate in Bänder
oder Stränge überführt und entweder granuliert oder unmittelbar den Weiterverarbeitungsaggregaten zugeführt.
Diese Weiterverarbeitungsaggregate, die hauptsächlich der Bahrien-
bzw. Folien-Herstellung dienen, können z.B. Kalander, Extruder mit Breitschlitzdüsen oder sogenannte roller-head-Anlagen sein.
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Sie können auch mit Vorrichtungen zum Auf- oder Einbringen von Trägermaterialien, wie z.B. Vliesen aus synthetischen Pasern
und Glasgewebe, ausgestattet sein.
Die erfindungsgemäßen Massen, die sich durch gute Bewitterungsstabilität
auszeichnen, können, vornehmlich in Form von Bahnen oder Folien, sowohl im Hochbau z.B. zur Abdichtung von Gebäuden
mit Flachdächern, als auch im Tiefbau z.B. zur Auskleidung von Auffang-, Vorhalte-, Absetz- und Speicherbecken und zur Auslegung
von Teichen, Kanälen und künstlichen Seen eingesetzt werden. Auch ist die Verwendung als Abdichtfolie für Durchbrüche, Tunnel
und Unterführungen sowie für Brückenbauten und Hochhausabdichtungen
im Grundwasserbereich möglich.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der vorliegenden
Erfindung:
In einem Laborkneter mit 2 1 Nutzinhalt vom Typ lerner & Pfleiderer
GK 2 mit Stempel wurde der nachfolgende, mit EPDM I bezeichnete Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (Dien = Ethylidennorbornen;
30 Gewichtsprozent Propylen; 8 Doppelbindungen pro 1000
C-Atome; ML1 ^ (bei 100 °C) = 87; Polymerrohfestigkeit = I30
kp/cm ) mit den nachfolgend beschriebenen Produkten nach den angegebenen Mischzeiten bei einer Kneterausgangstemperatur von
90 C und einer Rotorumdrehungszahl von 50 UpM gemischt.
Einbringen von 1078 g EPDM I 0
Einbringen von 216 g Mineralöl 1
Einbringen von 862 g Kieselkreide
Einbringen von 216 g Polyethylen (Dichte 0,935 g/cm ,
Schmelzindex 0,5 g/10 min)
Einbringen von k32 g Kreide
Einbringen von ^k g Titandioxidpigment
Einbringen von IO7 g Gleitmittel 3
Stempo] säubern k
Ausstoß 9
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Die homogene Masse wurde mit einer Massetemperatur von 16O °C
ausgestoßen und anschließend auf einem Laborwalzwerk mit einer Oberflächentemperatur von 50 C in ein Pell überführt, das in
Form von Bändern ausgeschnitten oder granuliert wurde. Die Bänder oder das Granulat wurden in einem Kleinewefers-Labor-Extruder
mit vorgeschalteter 300 mm breiter Schlitzdüse und nachgeschaltetem 2-Walzenglättkalander zu 1 mm starken Bahnen verformt.
Hieraus wurden Prüfkörper hergestellt, die im Xenotest-Gerät
150 eine Bewitterungsdauer von 3500 Stunden ohne sichtbare
Veränderung der Oberfläche überstanden.
Unter den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 1 angegeben, wurden
folgende Mischungsbestandteile in den angegebenen Zeiten und Mengen zu einer thermoplastischen Masse vermischt:
Einoringen von 1076 S EPDM I 0
Einbringen von 28Ί- g Bitumen B 80
Einbringen von I36I g Kreide -.
Einbringen von k^h g Kieselkreide
Einbringen von 3^0 g Polypropylen (Dichte = 0,909 g/cm ,
Schmelzindex 2,0 g/10 min) 3
Einbringen von 113 g Titandioxidpigment
Stempel säubern ^-
Ausstoß 9
Die Ausstoßtemperatur der Masse war I70 C. Bahnenherstellung
und Prüfung wurden entsprechend den in Beispiel 1 genannten Bedingungen vorgenommen. Nach ca. 3500 h Belichtungsdauer wird
mit Ausnahme eines leichten Auskreidens keine wesentliche Oberflächenveränderung
beobachtet. Durch das Auskreiden wird die Oberfläche der durch das Bitumen ursprünglich leicht bräunlich
gefärbten thermoplastischen Masse wesentlich aufgehellt.
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^ 16.12.1976
Unter den im Seispiel 1 angegebenen Bedingungen wurde eine thermoplastische
Masse aus den nachfolgend aufgeführten Komponenten und innerhalb der angeführten Zeiten hergestellt:
Einbringen von 861 g EPDM I 0
Einbringen von 3^5 S Kreide
Einbringen von 790 g Kieselkreide 1
Einbringen von 172 g Mineralöl
Einbringen von 430 g Polyethylen (Dichte 0,935 g/cm ,
Schmelzindex 0,5 g/10 min) „
Einbringen von 43 g Titandioxidpigment
Einbringen von 86 g Gleitmittel
Stempel säubern 4
Ausstoß 9
Die bei 155 C ausgestoßene Masse wurde entsprechend Beispiel 1
zu Folien verformt, aus denen Prüfkörper im Xenotest-Gerät untersucht wurden. Nach 3500 h Belichtungsdauer war noch keine
Veränderung der Oberfläche zu erkennen.
Unter den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 1 angegeben wurden
folgende Mischungsbestandteile in den angegebenen Zeiten und Mengen zu einer thermoplastischen Masse vermischt:
Einbringen von 5^5 g EPDM I 0
Einbringen von 94 g Mineralöl
Einbringen von 218 g Kreide 1
Einbringen von kj6 g Kieselkreide
Einbringen von 5^5 g Polyethylen (Dichte 0,935 g/cm ,
Schmelzindex 0,5 g/10 min) _
Einbringen von 24 g Titandioxidpigment Einbringen von 48 g Gleitmittel
Stempel säubern . 4
Ausstoß 9
Die bei 153 C ausgestoßene Masse wurde analog Beispiel 3 zu Prüfkörpern
verformt und belichtet, ohne daß nach 3500 Stunden Belichtungsdauer
eine Oberflächenveränderung zu erkennen war.
#09825/0300
Claims (2)
1. Thermoplastische Massen bestehend aus
a) 100 Gewichtsteilen eines Polyolefinkautschuks,
b) 15 bis 130 Gewichtsteilen eines kristallinen oder teilkristallinen
Polyolefins,
c) 30 bis 2^0 Gewichtsteilen Kreide und/oder Kieselkreide,
d) 0,5 bis 20 Gewichtsteilen Titandioxid und gegebenenfalls
e) bis ZVL kO Gewichtsteilen eines Bitumens und/oder Mineralöls
sowie
f) bis zu 15 Gewichtsteilen eines Gleitmittels.
2. Verwendung der thermoplastischen Massen gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von Formkörpern, vornehmlich von Bahnen oder
Folien, mit guter Bewitterungsstabilität.
80 9825/0300
Priority Applications (10)
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